eso2105tr — Bilim Bülteni

Gökbilimciler M87 kara deliğinin sınırlarındaki manyetik alanları görüntüledi

24 Mart 2021

İlk kez bir kara deliğin görüntüsünü oluşturan Olay Ufku Teleskobu (EHT) iş birliği, Messier 87 (M87) gökadasının merkezindeki büyük kütleli nesnenin kutuplanmış ışıktaki yeni bir görüntüsünü ortaya çıkardı. Gökbilimciler ilk kez bir kara deliğin sınırlarına bu kadar yakın bir bölgedeki manyetik alanların özelliklerini ışığın kutuplanma özelliği ile ölçebilmeyi başardı. Gözlemler 55 milyon ışık-yılı uzaklıktaki M87 gökadasının merkezinden çıkan yüksek enerjili jetlerin açıklanması için anahtar konumunda.

Kara deliklerin etrafındaki manyetik alanların nasıl davrandıklarını ve uzayın bu çok sıkışık bölgesindeki aktivitenin gökadanın çok ötesine kadar uzanan jetleri nasıl ortaya çıkardığını anlamak için gerekli olan önemli bir diğer kanıtı görüyoruz şu anda,” diyor EHT Kutuplanma Çalışma Grubu Koordinatörü, Hollanda’daki Radboud Üniversitesi öğretim üyesi Monika Mościbrodzka.

10 Nisan 2019’da bilim insanları, karanlık bir merkezi bölge ile, parlak halka-benzeri bir yapının yer aldığı bir kara deliğin — ya da kara deliğin gölgesinin — ilk görüntüsünü yayınladı. O tarihten itibaren, EHT iş birliği M87 gökadasının merkezinde bulunan süper kütleli kara deliğin 2017 yılında alınmış olan verilerini ayrıntılı olarak inceledi. M87 kara deliğinin etrafındaki ışığın önemli bir kısmının kutuplanmış olduğu keşfedildi.

Bu çalışma ile büyük bir gelişme oldu: ışığın kutuplanması, daha önce mümkün olmayan, Nisan 2019’da gördüğümüz görüntünün arkasındaki fiziği daha iyi anlamamızı sağlıyor,” diye açıklıyor İspanya Valencia Üniversitesi’nde GenT Seçkin Araştırmacısı, EHT Kutuplanma Çalışma Grubu Koordinatörü Iván Martí-Vidal. Şunu da ekliyor “bu yeni kutuplanmış ışık görüntüsünü ortaya çıkarmak için uzun yıllar gerektiren karmaşık veri toplama ve analiz yöntemleri devreye giriyor.”   

Işık belirli filtrelerden geçerken kutuplanabiliyor, örneğin polarize güneş gözlüğü camları gibi ya da manyetik alanların olduğu uzayın sıcak bir bölgesinden yayıldıklarında. Polarize güneş gözlüklerinin parlak yüzeylerdeki yansıma ve parıldamaları azaltarak görüşümüzü iyileştirmesi gibi, gökbilimciler de kara deliğin etrafındaki bölgenin daha net görüntülerini elde etmek için, kutuplanmış ışığın kaynağına bakıyor. Özellikle kutuplanma sayesinde gökbilimciler kara deliğin iç sınırlarında oluşan manyetik alan çizgilerini görüntüleyebiliyor.

Yeni yayınlanan kutuplanmış ışık görüntüleri kara deliğin manyetik alan sayesinde maddeleri nasıl ‘yediğini’ ve güçlü jetler ortaya çıkardığını anlamak için anahtar konumunda,” diyor EHT iş birliği üyesi, ABD Princeton Kütle Çekimi Girişimi ve Princeton Teorik Bilimler Merkezi’nde NASA Hubble Çalışanı Andrew Chael.

M87’nin merkezinden çıkarak en az 5000 ışık-yılı mesafeye kadar uzanan parlak enerji ve madde jetleri gökadanın en gizemli ve güçlü özelliklerinden biridir. Bir kara deliğin sınırına yakın konumda bulunan çoğu madde içeriye düşmektedir. Ancak, civarda bulunan parçacıkların bir kısmı yakalanmadan önce momentum kaybederek jet biçiminde uzaya doğru atılır.

Gökbilimciler kara delik yakınlarındaki maddenin nasıl davrandığına dair süreci daha iyi anlamak için farklı modeller üzerinde çalışıyor. Ancak ne kendisinden daha büyük jetlerin gökadanın - Güneş Sistemi ile karşılaştırılabilecek boyutlardaki - merkezinden nasıl fırlatıldığını ne de maddenin kara deliğe tam olarak nasıl düştüğünü halen bilmiyorlar. Kara deliğin ve gölgesinin kutuplanmış ışıktaki yeni EHT görüntüsü ile gökbilimciler ilk kez kara deliğin hemen dışında bulunan, maddenin içeriye düşmesi ve dışarıya atılması olaylarının gerçekleştiği bölgeye bakmayı başardı.

Gözlemler kara deliğin hemen dışındaki manyetik alanların yapısı hakkında yeni bilgiler sağladı. Ekibe göre olay ufkunda görülenleri sadece güçlü bir şekilde manyetik özellik kazanmış gazları destekleyen teorik modeller açıklayabilir.

Gözlemlere göre kara deliğin sınırındaki manyetik alanlar, sıcak gazın kütle çekimine karşı koyarak geri itilmesine yetecek kadar güçlü. Sadece alan boyunca kaçmayı başaran gaz sarmal çizerek olay ufkuna ulaşıyor,” diye açıklıyor EHT Teorik Çalışma Grubu Koordinatörü, ABD Colorado Boulder Üniversitesi’nden Jason Dexter.

M87 gökadasının merkezini gözlemek için dünya genelindeki sekiz teleskop — bunlar arasında Avrupa Güney Gözlemevi (ESO)’nun ortağı olduğu, Şili’nin kuzeyindeki Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) ve Atacama Öncül Deneyi (APEX) de yer alıyor — EHT denilen Dünya boyutlarında sanal bir teleskop oluşturmak üzere birbirlerine bağlanarak iş birliği içinde çalıştı. EHT ile ulaşılan etkileyici çözünürlük gücü ile Ay’ın yüzeyinde bulunan bir kredi kartının uzunluğu ölçülebilir.

Güney yarım küresindeki konumları ile EHT ağını coğrafi olarak genişleten ALMA ve APEX sayesinde görüntü kalitesi arttırılmış ve böylece Avrupalı bilim insanları bu araştırmada merkezi bir rol oynamıştır,” diyor ESO’nun ALMA Avrupa Program Bilimcisi Francisca Kemper. “66 anteni sayesinde ALMA kutuplanmış ışık sinyallerinin toplanması konusunda ağırlığını koyarken, APEX ile görüntülerin kalibrasyonu sağlanmıştır.

Kara deliğin olay ufku yakınlarındaki maddenin nasıl davrandığını açıklayan teorik modellere önemli kısıtlar getirmeyi sağlayan ALMA verileri, aynı zamanda EHT gözlemlerinin kalibrasonu, görüntülenmesi ve yorumlanması için de çok önemliydi,” diye ekliyor ALMA gözlemlerine bağlı olarak başka bir çalışmayı yürüten, Hollanda Leiden Gözlemevi ve Radboud Üniversitesi’nden Ciriaco Goddi.

EHT kurulumu ekibin kara deliğin gölgesini ve etrafındaki ışıktan halkayı doğrudan gözlemesini sağladı. Yeni kutuplanmış ışık görüntüsü halkanın manyetik özellik kazandığını açık bir şekilde gösteriyor. Sonuçlar EHT iş birliğinin hazırladığı iki ayrı makale olarak The Astrophysical Journal Letters adlı dergide bugün yayımlandı. Araştırma ekibinde dünya genelindeki birçok kurumdan 300’ün üzerinde bilim insanı yer alıyor.

EHT ile hızlı geliştirmeler sağlandı, ağ içindeki bileşenlerin teknolojik güncelleştirmeleri sağlandı ve yeni gözlemler eklendi. Gelecekteki EHT gözlemlerinin kara deliğin etrafındaki manyetik alanı daha hassas bir şekilde belirleyerek bu bölgedeki sıcak gazın fiziği hakkında daha fazla şey anlatacağını tahmin ediyoruz,” diyor son olarak EHT iş birliği ve Taipei Sinica Akademisi Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü, Doğu Asya Merkez Gözlemevleri Birliği Üyesi Jongho Park.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma EHT iş birliği tarafından "First M87 Event Horizon Telescope Results VII: Polarization of the Ring" ve "First M87 Event Horizon Telescope Results VIII: Magnetic Field Structure Near The Event Horizon" başlıklı iki ayrı makale olarak The Astrophysical Journal Letters adlı dergide yayımlanmak üzere sunulmuştur. Araştırmaya eşlik eden bir diğer çalışma ise Goddi, Martí-Vidal, Messias ve EHT iş birliği tarafından kaleme alınan "Polarimetric properties of Event Horizon Telescope targets from ALMA" başlıklı bir makale olarak The Astrophysical Journal Letters adlı dergide yayımlanmak üzere sunulmuştur.

EHT iş birliğinde Afrika, Asya, Avrupa, Kuzey ve Güney Amerika’dan 300’den fazla araştırmacı yer almaktadır. Uluslararası iş birliği Dünya-boyutlarında yapay bir teleskop meydana getirerek şimdiye kadarki en ayrıntılı kara delik görüntülerini elde etmek üzerine çalışıyor. Hatırı sayılır uluslararası yatırımla desteklenen EHT var olan teleskopları yeni sistemler kullanarak birbirine bağlamakta ve temelde yeni bir aygıt oluşturmaktadır, bu sayede şimdiye kadar ulaşılabilen en yüksek açısal çözünürlüğü (görüntü netliği) sağlamaktadır.

Gözlem programına katılan tekil teleskoplar ve gözlemevleri şunlardır; ALMA, APEX, IRAM 30-metrelik teleskop, IRAM NOEMA Gözlemevi, James Clerk Maxwell Teleskopu (JCMT), Büyük Milimetre Teleskopu (LMT), Milimetre-altı Dizgesi (SMA), Milimetre-altı Teleskopu (SMT), Güney Kutbu Teleskopu (SPT), Kitt Peak Teleskopu ve Greenland Teleskopu (GLT).

EHT konsorsiyumunda 13 enstitü ve kurum yer almaktadır; Sinica Akademisi Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü, Arizona Üniversitesi, Chicago Üniversitesi, Doğu Asya Gözlemevi, Frankfurt Goethe Üniversitesi, MIT Haystack Gözlemevi, Japon Ulusal Gökbilim Gözlemevi, Radyo-astronomi Milimetre Enstitüsü, Büyük Milimetre Teleskopu, Max Planck Radyo Gökbilim Enstitüsü, Perimeter Teorik Fizik Enstitüsü, Radboud Üniversitesi ve Smithsonian Astrofizik Gözlemevi.

Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa'daki en önemli hükümetler-arası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 16 Üye Ülke: Avusturya, Belçika, Çekya, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, İrlanda, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere ile ev sahibi Şili ve stratejik ortak Avustralya tarafından desteklenmektedir. Tasarıma, inşaya ve önemli bilimsel keşiflere olanak sağlayan güçlü yer tabanlı gözlem faaliyetlerine odaklanan iddialı bir program yürütmektedir. ESO ayrıca gökbilim araştırmalarında teşvik edici ve düzenleyici bir dayanışma konusunda öncü bir rol oynamaktadır. ESO Şili'nin Atacama Çölü bölgesinde benzeri olmayan üç adet birinci sınıf gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal'da dünyanın en gelişmiş optik gökbilim gözlemevi olan Çok Büyük Teleskop'u (Very Large Telescope), ve iki tarama teleskopu işletmektedir. Kırmızı ötesi gözlem teleskopu VISTA dünyanın en büyük tarama teleskopudur ve VLT tarama teleskopu (VST) ise sadece görünür ışıkta gökyüzünü taramak için tasarlanan dünyanın en büyük teleskopudur. ESO var olan en büyük gökbilim projesi ve devrimsel gökbilim teleskopu ALMA'nın ana ortağıdır. ESO şu anda Paranal civarındaki Cerro Armazones’te 39-metre çaplı "gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü" olacak Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu, E-ELT'yi inşa etmektedir.

Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizgesi (ALMA) uluslar-arası bir gökbilim tesisidir ve Şili Cumhuriyeti ile iş birliğinde bir ESO, ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) ve Japonya Doğa Bilimleri Ulusal Enstitüleri (NINS) ortaklığıdır. ALMA Avrupa'da Üye Ülkeler adına ESO tarafından, NSF ile Kanada Ulusal Araştırma Vakfı (NRC) tarafından, Tayvan Ulusal Bilim Konseyi (NSC) ve Tayvan Sinica Akademisi (AS) tarafından, NINS ve Kore Gökbilim ve Uzay Bilimleri Enstitüsü (KASI) iş birliği ile finanse edilmektedir. ALMA'nın yapımı ve işletilmesi Avrupa kısmında Üye Ülkeler adına ESO tarafından, Kuzey Amerika kısmında Üniversiteler Birliği Kuruluşu (AUI) tarafından yönetilen Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) tarafından, Doğu Asya kısmında Japonya Ulusal Gökbilim Gözlemevi (NAOJ) tarafından yürütülmektedir. Birleşik ALMA Gözlemevi (JAO), birleştirilmiş liderliği ve ALMA'nın oluşturulması, idaresi ve işletilmesinin yönetimini sağlamaktadır.

ESO Basın Bültenlerinin çevirileri ESO Bilim Toplum Ağı’nda (ESON) bulunan ESO üyesi ve diğer ülkelerdeki bilim toplum uzmanları ve bilim iletişimcileri tarafından gerçekleştirilmektedir. ESON Türkiye çeviri ekibinde Orta Doğu Teknik Üniversitesi (Ankara) ve Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi’nden (Mersin) uzman kişiler yer almaktadır.

BlackHoleCam araştırma grubuna Avrupa Araştırma Konseyi tarafından 2013 yılında 14 milyon euroluk Sinerji Ödülü finansmanı sağlanmıştır. Proje yürütücüleri Heino Falcke, Luciano Rezzolla ve Michael Kramer’dir, ortak enstitüler arasında JIVE, IRAM, MPE Garching, IRA/INAF Bolonya, SKA ve ESO yer almaktadır. BlackHoleCam Olay Ufku Teleskobu iş birliğinin bir parçasıdır.

Bağlantılar

İletişim

Arif Solmaz
Çağ Üniversitesi - Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi
Mersin, Türkiye
Tel: +90 324 651 48 00 (1315)
E-posta: arifscag@gmail.com

Monika Mościbrodzka
Radboud Universiteit
Nijmegen, The Netherlands
Tel: +31-24-36-52485
E-posta: m.moscibrodzka@astro.ru.nl

Ivan Martí Vidal
Universitat de València
Burjassot, València, Spain
Tel: +34 963 543 078
E-posta: i.marti-vidal@uv.es

Ciska Kemper
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49(0)89-3200-6447
E-posta: Francisca.Kemper@eso.org

Andrew Chael
Princeton University Center for Theoretical Science
Princeton, New Jersey, USA
E-posta: achael@princeton.edu

Jason Dexter
University of Colorado Boulder
Boulder, Colorado, USA
Tel: +1 303-492-7836
E-posta: jason.dexter@colorado.edu

Jongho Park
Academia Sinica, Institute of Astronomy and Astrophysics
Taipei
Tel: +886-2-2366-5462
E-posta: jpark@asiaa.sinica.edu.tw

Ciriaco Goddi
Radboud University and Leiden Observatory
Nijmegen and Leiden, The Netherlands
E-posta: c.goddi@astro.ru.nl

Sara Issaoun
EHT collaboration member at Radboud Universiteit
Nijmegen, The Netherlands
Tel: +31 (0)6 84526627
E-posta: s.issaoun@astro.ru.nl

Huib Jan van Langevelde
EHT Project Director, Joint Institute for VLBI ERIC
Dwingeloo, The Netherlands
Tel: +31-521-596515
Cep: +31-62120 1419
E-posta: langevelde@jive.eu

Geoffrey C. Bower
EHT Project Scientist, Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics
Hilo, HI, USA
Cep: +1 (510) 847-1722
E-posta: gbower@asiaa.sinica.edu.tw

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Cep: +49 151 241 664 00
E-posta: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso2105.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso2105tr
Adı:Messier 87
Tür:Local Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Atacama Pathfinder Experiment
Science data:2021ApJ...910L..14G

Görüntüler

A view of the M87 supermassive black hole in polarised light
A view of the M87 supermassive black hole in polarised light
sadece İngilizce
View of the M87 supermassive black hole and jet in polarised light
View of the M87 supermassive black hole and jet in polarised light
sadece İngilizce
View of the M87 jet in the visible and polarised-light view of the jet and supermassive black hole
View of the M87 jet in the visible and polarised-light view of the jet and supermassive black hole
sadece İngilizce
ALMA image of M87 jet in polarised light
ALMA image of M87 jet in polarised light
sadece İngilizce
First Image of a Black Hole
First Image of a Black Hole
sadece İngilizce
Messier 87 Captured by ESO’s Very Large Telescope
Messier 87 Captured by ESO’s Very Large Telescope
sadece İngilizce
Artist’s impression of the Black Hole at the heart of M87
Artist’s impression of the Black Hole at the heart of M87
sadece İngilizce
Messier 87 in the Constellation of Virgo
Messier 87 in the Constellation of Virgo
sadece İngilizce
ALMA & APEX's Crucial Contribution to the EHT
ALMA & APEX's Crucial Contribution to the EHT
sadece İngilizce

Videolar

ESOcast 235 Light: Astronomers Image Magnetic Fields at Black Hole's Edge
ESOcast 235 Light: Astronomers Image Magnetic Fields at Black Hole's Edge
sadece İngilizce
Zooming-in to the heart of M87 to see a new view of its black hole
Zooming-in to the heart of M87 to see a new view of its black hole
sadece İngilizce